[go: up one dir, main page]

DE102020117913A1 - Process for manufacturing a pressurized gas tank for a motor vehicle - Google Patents

Process for manufacturing a pressurized gas tank for a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102020117913A1
DE102020117913A1 DE102020117913.8A DE102020117913A DE102020117913A1 DE 102020117913 A1 DE102020117913 A1 DE 102020117913A1 DE 102020117913 A DE102020117913 A DE 102020117913A DE 102020117913 A1 DE102020117913 A1 DE 102020117913A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bundle
housing
heat
coolant
gas tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102020117913.8A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102020117913B4 (en
Inventor
Guenter Hans Grosch
Bert HOBEIN
Florian Huth
Stefan Kaimer
Rolf Lorenz Löffler
Julio Orozco Santos Coy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to DE102020117913.8A priority Critical patent/DE102020117913B4/en
Priority to CN202110755463.9A priority patent/CN113898867A/en
Priority to US17/368,240 priority patent/US20220009343A1/en
Publication of DE102020117913A1 publication Critical patent/DE102020117913A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102020117913B4 publication Critical patent/DE102020117913B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/03006Gas tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/16Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/0213Heat exchangers immersed in a large body of liquid for heating or cooling a liquid in a tank
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0472Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being helically or spirally coiled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/06Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with the heat-exchange conduits forming part of, or being attached to, the tank containing the body of fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03032Manufacturing of fuel tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03032Manufacturing of fuel tanks
    • B60K2015/03039Manufacturing of fuel tanks made of a combination of non metallic and metallic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03309Tanks specially adapted for particular fuels
    • B60K2015/03315Tanks specially adapted for particular fuels for hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03328Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling
    • B60K2015/03414Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling associated with the fuel tank for cooling heated fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • F17C2201/0109Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0138Shape tubular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03Orientation
    • F17C2201/035Orientation with substantially horizontal main axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/056Small (<1 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03Thermal insulations
    • F17C2203/0362Thermal insulations by liquid means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604Liners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612Wall structures
    • F17C2203/0614Single wall
    • F17C2203/0619Single wall with two layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658Synthetics
    • F17C2203/066Plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658Synthetics
    • F17C2203/0663Synthetics in form of fibers or filaments
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/033Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/035Propane butane, e.g. LPG, GPL
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146Two-phase
    • F17C2223/0153Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0341Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0341Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
    • F17C2227/0355Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid in a closed loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0369Localisation of heat exchange in or on a vessel
    • F17C2227/0372Localisation of heat exchange in or on a vessel in the gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/025Reducing transfer time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Druckgastanks (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Gehäuse (2) des Druckgastanks (1) bereitgestellt wird, dass eine sich axial erstreckende Gehäuseöffnung (4.1) aufweist. Um ein effizientes Befüllen eines Druckgastanks einer Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Bündel (10) von Wärmeleitelementen (11) mit einem ersten Ende (10.1) voran durch die Gehäuseöffnung (4.1) wenigstens teilweise in das Gehäuse (2) eingeführt wird und danach wenigstens eine Kraft auf ein zweites Ende (10.2) des Bündels (10) ausgeübt wird, wodurch das Bündel (10) innerhalb des Gehäuses (2) radial expandiert.The invention relates to a method for producing a compressed gas tank (1) for a motor vehicle, a housing (2) of the compressed gas tank (1) being provided which has an axially extending housing opening (4.1). In order to enable a compressed gas tank of a motor vehicle to be filled efficiently, the invention provides that a bundle (10) of heat-conducting elements (11) is inserted at least partially into the housing (2) through the housing opening (4.1) with a first end (10.1) first and thereafter at least one force is applied to a second end (10.2) of the bundle (10), whereby the bundle (10) expands radially within the housing (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Druckgastanks für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for producing a compressed gas tank for a motor vehicle.

Druckgastanks bzw. Druckbehälter werden im Automobilbereich verwendet, um bspw. Erdgas, Autogas oder Wasserstoff für Brennstoffzellen aufzunehmen. Der Druckgastank weist dabei üblicherweise einen zylindrischen Mittelabschnitt auf, an den sich endseitig gewölbte oder domartige Endabschnitte anschließen. Üblicherweise weist ein Druckgastank einen Innenmantel auf, der von einem Außenmantel umgeben ist, der aus gewickelten Endlosfasern (Rovings) in einer Polymermatrix besteht. Die Faserverstärkung ist oftmals wesentlich für eine ausreichende Druckfestigkeit. Es sind Druckgastanks bekannt, die ausschließlich aus Metall gefertigt sind, sowie solche, die aus Metall gefertigt und ausschließlich im zylindrischen Mittelabschnitt faserverstärkt sind. Andere Druckgastanks weisen einen Innenmantel aus Metall auf und sind sowohl im Mittelabschnitt als auch in den Endabschnitten faserverstärkt, wieder andere weisen einen Innenmantel aus einem Polymer auf, der im Mittelabschnitt und in den Endabschnitten faserverstärkt ist und der endseitig metallische Endstücke für ein Ventil bzw. einen Verschluss aufweist. Während des Betankens heizt sich der Druckgastank stark auf, hauptsächlich aufgrund der Kompression des Gases innerhalb des Tanks (sowie ggf. in einer zum Tank führenden Leitung). Dabei kann die Gefahr bestehen, dass eine aus Sicherheitsgründen vorgegebene Maximaltemperatur des Tanks überschritten wird. Um dies zu verhindern, muss entweder die Betankung langsamer erfolgen oder das Gas muss vor dem Betanken vorgekühlt werden, was energetisch aufwändig ist. In einigen Fällen muss die Betankung aus Sicherheitsgründen automatisch unterbrochen werden, falls die Maximaltemperatur erreicht bzw. überschritten wird.Pressurized gas tanks or pressure vessels are used in the automotive sector, for example to hold natural gas, LPG or hydrogen for fuel cells. The pressurized gas tank usually has a cylindrical middle section, which is adjoined by curved or dome-like end sections. A compressed gas tank usually has an inner shell which is surrounded by an outer shell which consists of continuous fibers (rovings) wound in a polymer matrix. Fiber reinforcement is often essential for adequate compressive strength. There are known pressurized gas tanks that are made exclusively of metal, as well as those that are made of metal and fiber-reinforced exclusively in the cylindrical central section. Other compressed gas tanks have an inner shell made of metal and are fiber-reinforced both in the middle section and in the end sections, still others have an inner shell made of a polymer, which is fiber-reinforced in the middle section and in the end sections and the end metal end pieces for a valve or a closure. During refueling, the compressed gas tank heats up considerably, mainly due to the compression of the gas inside the tank (and possibly in a line leading to the tank). There may be a risk that a maximum tank temperature specified for safety reasons will be exceeded. In order to prevent this, either refueling has to be slower or the gas has to be pre-cooled before refueling, which is energy-intensive. In some cases, for safety reasons, refueling must be automatically interrupted if the maximum temperature is reached or exceeded.

Die US 9 476 650 B2 offenbart einen Wärmetauscher für den Unterwasser-Einsatz. Dieser weist eine Mehrzahl von Rohrbündeln gleicher Länge auf, von denen jedes eine Mehrzahl von schraubenlinienförmig um eine Mittelachse gewundenen Rohren aufweist. Jedes Rohrbündel ist von einem Rohrmantel umgeben. Entlang der Mittelachse beiderseits endseitig sind Endstücke angeordnet, welche durch eine zylindermantelförmige Außenwandung verbunden sind. Die Endstücke weisen Öffnungen auf, in denen die Rohre sowie die Rohrmäntel beiderseits aufgenommen sind.the U.S. 9,476,650 B2 discloses a heat exchanger for underwater use. This comprises a plurality of tube bundles of equal length, each of which comprises a plurality of tubes wound helically about a central axis. Each tube bundle is surrounded by a tube jacket. End pieces are arranged on both sides along the central axis and are connected by an outer wall in the shape of a cylinder jacket. The end pieces have openings in which the pipes and the pipe jackets are accommodated on both sides.

Aus der CN 105910467 A ist ein horizontal angeordneter Wärmetauscher bekannt, mit einem zylindrischen Außenmantel, in welchem ein Rohrbündel angeordnet ist. Die Rohre des Rohrbündels sind beiderseits mit Endkammern verbunden, die Ein- und Auslassanschlüsse für ein erstes Fluid aufweisen. Der Außenmantel weist seinerseits Ein- und Auslassanschlüsse für ein zweites Fluid auf. Die Einlassanschlüsse sind jeweils oberseitig angeordnet und die Auslassanschlüsse sind unterseitig angeordnet. Das Rohrbündel weist ein gerades Mittlerohr auf, welches entlang einer Mittelachse verläuft, sowie eine Mehrzahl von helixartig ausgebildeten Außenrohren, die um das Mittelrohr herum angeordnet sind.From the CN 105910467A a horizontally arranged heat exchanger is known, with a cylindrical outer shell in which a tube bundle is arranged. The tubes of the tube bundle are connected to end chambers on both sides, which have inlet and outlet connections for a first fluid. For its part, the outer casing has inlet and outlet connections for a second fluid. The inlet ports are each located at the top and the outlet ports are located at the bottom. The tube bundle has a straight center tube running along a center axis and a plurality of helical outer tubes arranged around the center tube.

Die CN 203550678 U offenbart einen Kühler mit einem Gehäuse, in welchem eine Mehrzahl Rohre angeordnet sind, die mit einem Öleinlass sowie einem Ölauslass an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses in Verbindung stehen. Die Rohre sind von einem zylindrischen Außenmantel umgeben, der einen Wassereinlass sowie einen Wasserauslass aufweist. Es sind mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Gruppen von Rohren vorgesehen, wobei die Rohre einer Gruppe jeweils den gleichen Abstand zu einer Mittelachse des Gehäuses aufweisen. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Rohre helixförmig gewunden sind, wobei die Windung zueinander benachbarter Gruppen von Rohren jeweils gegenläufig ist.the CN 203550678 U discloses a cooler having a housing in which are disposed a plurality of tubes communicating with an oil inlet and an oil outlet at opposite ends of the housing. The pipes are surrounded by a cylindrical outer shell that has a water inlet and a water outlet. A plurality of groups of tubes arranged concentrically to one another are provided, with the tubes of a group each having the same distance from a central axis of the housing. Furthermore, it is provided that the tubes are wound in a helical shape, with the winding of mutually adjacent groups of tubes being in opposite directions.

Die US 9 964 077 B2 zeigt einen Wärmetauscher, der ein Gehäuse aufweist, welches wenigstens zwei Bündel von Rohren umgibt, die beiderseits mit jeweils einem Kopfstück verbunden sind. Jedes der Bündel weist eine Mehrzahl von Rohren auf, die helixförmig um eine gemeinsame Achse gewunden sind. Durch die Helix-Struktur kann eine wärmebedingte Ausdehnung der einzelnen Rohre besser aufgenommen werden, ohne dass sich hieraus eine übermäßige axiale Kraft auf die Kopfstücke ergibt. the U.S. 9,964,077 B2 shows a heat exchanger which has a housing which encloses at least two bundles of tubes which are connected on either side to a header each. Each of the bundles comprises a plurality of tubes helically wound about a common axis. The helical structure better accommodates thermal expansion of the individual tubes without causing excessive axial force on the headers.

Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die effiziente Gestaltung des Befüllvorgangs bei einem Druckgastank eines Kraftfahrzeugs noch Raum für Verbesserungen.In view of the prior art shown, the efficient design of the filling process in a compressed gas tank of a motor vehicle still offers room for improvement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Befüllen eines Druckgastanks einer Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.The invention is based on the object of enabling efficient filling of a compressed gas tank of a motor vehicle.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.According to the invention, the object is achieved by a method having the features of claim 1, with the dependent claims relating to advantageous refinements of the invention.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be pointed out that the features and measures listed individually in the following description can be combined with one another in any technically meaningful way and show further refinements of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Druckgastanks für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich bspw. um einen PKW oder LKW handeln. Der Druckgastank kann u. U. auch als Flüssiggastank bezeichnet werden und dient normalerweise dazu, ein unter Druck stehendes Gas aufzunehmen, welches zum Antrieb des Kraftfahrzeugs dient, bspw. Wasserstoff für eine Brennstoffzelle oder Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG), Dimethylether (DME) oder auch Autogas (Liquefied Petroleum Gas, LPG, normalerweise ein Gemisch aus Butan und Propan) für einen entsprechend eingerichteten Verbrennungsmotor. Durch den hohen Druck liegt das Gas im Betriebszustand unter Umständen ganz oder teilweise in verflüssigtem Zustand innerhalb des Druckgastanks vor. Trotzdem wird hier vereinfachend von „Gas“ gesprochen, da dies auch in diesen Fällen dem Aggregatzustand unter Normalbedingungen entspricht.The invention provides a method for producing a compressed gas tank for a motor vehicle. The motor vehicle can be, for example, a car or truck. The compressed gas tank may also be referred to as a liquid gas tank and is normally used to hold a pressurized gas that is used to power the motor vehicle, e.g. hydrogen for a fuel cell or natural gas (compressed natural gas, CNG), dimethyl ether (DME ) or Autogas (Liquefied Petroleum Gas, LPG, usually a mixture of butane and propane) for a correspondingly equipped internal combustion engine. Due to the high pressure, the gas may be completely or partially in a liquefied state within the compressed gas tank in the operating state. Nevertheless, the term "gas" is used here for the sake of simplicity, since this also corresponds to the state of aggregation under normal conditions in these cases.

Gemäß dem Verfahren wird ein Gehäuse des Druckgastanks bereitgestellt, das eine sich axial erstreckende Gehäuseöffnung aufweist. Innerhalb des Gehäuses ist selbstverständlich ein Innenraum ausgebildet, der im Betriebszustand dazu dient, das unter Druck stehende Gas aufzunehmen. Als „axiale Richtung“ wird in diesem Zusammenhang die Richtung definiert, in welcher sich die Gehäuseöffnung erstreckt und durch die Gehäusewand des Gehäuses hindurch geht. Die axiale Richtung kann allerdings auch einer Gehäuseachse entsprechen, entlang welcher sich das Gehäuse erstreckt und zu der es wenigstens teilweise symmetrisch ausgebildet ist. Hinsichtlich der weiteren Konstruktion des Gehäuses bestehen unterschiedliche Möglichkeiten. Bspw. könnte das Gehäuse einen tangential umlaufenden Mittelabschnitt aufweisen sowie zwei axial endseitig hiermit verbundene Endabschnitte. Die Endabschnitte können separat vom Mittelabschnitt vorgefertigt sein, so dass sich das Gehäuse aus wenigstens drei Teilen zusammensetzt, welche in der Regel wie unten beschrieben insgesamt von einem Außenmantel umgeben sind. Bezüglich der axialen Richtung ist der Mittelabschnitt tangential umlaufend ausgebildet, d.h. er umgibt die Gehäuseachse nach Art eines Zylindermantels. Normalerweise ist der Querschnitt des Mittelabschnitts kreisförmig ausgebildet und entlang der axialen Richtung wenigstens annähernd konstant. An den axial einander gegenüberliegenden Enden des Mittelabschnitts ist jeweils ein Endabschnitt mit dem Mittelabschnitt verbunden, wobei die genannten Abschnitte auch einstückig miteinander gefertigt sein können. Alternativ können die Endabschnitte separat gefertigt sein, in welchem Fall man auch von Endstücken sprechen kann. Die Form des jeweiligen Endabschnitts kann wenigstens abschnittsweise konvex (oder evtl. auch konkav) gewölbt sein. Die Gehäuseöffnung ist bei der hier beschriebenen Ausgestaltung in einem der Endabschnitte bzw. Endstücke ausgebildet und kann insbesondere symmetrisch zur Gehäuseachse ausgebildet sein. Hinsichtlich der Materialien des Gehäuses bestehen im Rahmen der Erfindung keinerlei Beschränkungen. Normalerweise bestehen die Endstücke aus Metall, bspw. Aluminium. Der Mittelabschnitt kann bspw. aus einem Polymer oder ebenfalls aus einem Metall bestehen. Die hier beschriebenen Gehäuseteile können insbesondere einen Innenmantel oder Liner des Gehäuses bilden, welcher außen ganz oder teilweise mit Bündeln (sog. Rovings) aus Endlosfasern, bspw. Carbonfasern, Glasfasern, Aramidfasern etc. oder auch Gemische unterschiedlicher Fasern, umwickelt ist, welche ihrerseits in einer Polymermatrix eingebunden sind. Durch diese Faserverstärkung kann insbesondere die Druckfestigkeit des Tanks verbessert werden. In der Regel wird einer der folgenden Typen von Druckgastanks hergestellt: reine Metallbehälter, Metallbehälter, die im Mittelabschnitt mit Faserlaminat armiert sind, Metallbehälter, die komplett mit Faserlaminat armiert sind, oder Behälter, die einen Mittelabschnitt aus Polymer sowie Endstücken aus Metall aufweisen und komplett mit Faserlaminat armiert sind.According to the method, a housing of the compressed gas tank is provided, which has an axially extending housing opening. Within the housing, of course, an interior space is formed which, in the operating state, serves to accommodate the pressurized gas. In this context, the “axial direction” is defined as the direction in which the housing opening extends and passes through the housing wall of the housing. However, the axial direction can also correspond to a housing axis, along which the housing extends and to which it is at least partially symmetrical. With regard to the further construction of the housing, there are different possibilities. For example, the housing could have a tangentially encircling center section and two end sections connected to it at the axial ends. The end sections can be prefabricated separately from the middle section, so that the housing is composed of at least three parts, which are generally surrounded by an outer casing as a whole, as described below. With regard to the axial direction, the middle section is designed to be tangential, i.e. it surrounds the housing axis in the manner of a cylinder jacket. Normally, the cross section of the central portion is circular and at least approximately constant along the axial direction. At the axially opposite ends of the central section, one end section is connected to the central section, it also being possible for the sections mentioned to be manufactured in one piece with one another. Alternatively, the end sections can be manufactured separately, in which case one can also speak of end pieces. The shape of the respective end section can be convex (or possibly also concave) at least in sections. In the configuration described here, the housing opening is formed in one of the end sections or end pieces and can in particular be formed symmetrically to the housing axis. With regard to the materials of the housing, there are no restrictions within the scope of the invention. Typically, the end pieces are made of metal, such as aluminum. The middle section can, for example, consist of a polymer or also of a metal. The housing parts described here can in particular form an inner jacket or liner of the housing, which is completely or partially wrapped on the outside with bundles (so-called rovings) made of endless fibers, e.g. carbon fibers, glass fibers, aramid fibers etc. or mixtures of different fibers, which in turn are are integrated into a polymer matrix. This fiber reinforcement can in particular improve the pressure resistance of the tank. Typically, one of the following types of pressurized gas tanks is manufactured: all metal tanks, metal tanks reinforced with fiber laminate in the middle section, metal tanks completely reinforced with fiber laminate, or tanks with a polymer middle section and metal end pieces and complete with Fiber laminate are reinforced.

In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein Bündel von Wärmeleitelementen mit einem ersten Ende voran durch die Gehäuseöffnung wenigstens teilweise in das Gehäuse eingeführt. Die Wärmeleitelemente dienen in fertig montiertem Zustand dazu, Wärme aus dem Innenraum des Gehäuses abzuleiten. Dies ist insbesondere beim Befüllen des Druckgastanks von Vorteil, während dessen sich dieser stark aufheizen könnte, hauptsächlich aufgrund der Kompression des Gases. Da aber wenigstens ein Teil der durch Kompression erzeugten Wärme an die Wärmeleitelemente abgegeben und über diese abgeführt werden kann, wird die Erwärmung des Druckgastanks beschränkt, so dass eine aus Sicherheitsgründen vorgegebene Maximaltemperatur des Tanks leichter eingehalten werden kann. Dies wiederum hat den Vorteil, dass die Betankung schneller durchgeführt werden kann, ohne dass eine Vorkühlung des Gases notwendig wäre.In a further step of the method, a bundle of heat-conducting elements is at least partially inserted with a first end first through the housing opening into the housing. In the fully assembled state, the heat-conducting elements serve to dissipate heat from the interior of the housing. This is particularly advantageous when filling the pressurized gas tank, during which it could heat up considerably, mainly due to the compression of the gas. However, since at least part of the heat generated by compression can be given off to the heat-conducting elements and dissipated via them, the heating of the pressurized gas tank is limited, so that a maximum temperature of the tank specified for safety reasons can be more easily maintained. This in turn has the advantage that refueling can be carried out more quickly without the gas having to be pre-cooled.

Um ihre Funktion optimal zu erfüllen, sind die Wärmeleitelemente normalerweise aus Metall gefertigt, bspw. aus Edelstahl. Optional können Sie eine Oberflächenbeschichtung aufweisen, welche allerdings so ausgewählt sein sollte, dass sie die Wärmeleitfähigkeit nicht wesentlich einschränkt. Allgemein kann jedes Wärmeleitelemente als lang gestreckt bezeichnet werden, so dass es entlang einer Richtung, die als Längsrichtung oder Erstreckungsrichtung bezeichnet werden kann, eine Ausdehnung aufweist, die normalerweise wenigstens dem Fünffachen oder wenigstens dem Zehnfachen einer Ausdehnung quer zur Erstreckungsrichtung entspricht. Der Außenquerschnitt eines Wärmeleitelements kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, bspw. polygonal, rechteckig, oval oder insbesondere kreisförmig. Normalerweise ist der Außenquerschnitt entlang der gesamten Länge des Wärmeleitelements konstant, er könnte aber auch variieren. Das Bündel weist eine Mehrzahl von Wärmeleitelementen auf, wobei deren Anzahl bspw. zwischen 4 und 20 oder zwischen 6 und 15 liegen kann. Innerhalb des Bündels ist normalerweise jedes Wärmeleitelement benachbart zu wenigstens einem anderen Wärmeleitelement, typischerweise zu wenigstens zwei anderen Wärmeleitelemente, angeordnet. Insbesondere kann es zumindest bereichsweise wenigstens ein anderes Wärmeleitelement berühren. Das Bündel weist ein erstes Ende auf und wird mit diesem ersten Ende voran (bzw. zuvorderst) durch die Gehäuseöffnung wenigstens teilweise in das Gehäuse eingeführt. Die Bewegungsrichtung beim Einführen kann dabei wenigstens näherungsweise der axialen Richtung entsprechen, bspw. kann sie um weniger als 20° von der axialen Richtung abweichen. Wie nachfolgend noch erläutert wird, wird das Bündel bevorzugt nur teilweise eingeführt, bspw. kann es mit 50% bis 80% seiner Länge eingeführt werden, während die verbleibenden 20% bis 50% zunächst außerhalb des Gehäuses verbleiben. Das Einführen des Bündels kann manuell durchgeführt werden, bevorzugt wird es jedoch automatisch durchgeführt.In order to optimally fulfill their function, the heat-conducting elements are normally made of metal, e.g. stainless steel. Optionally, you can have a surface coating, which should, however, be selected in such a way that it does not significantly restrict the thermal conductivity. In general, each heat conducting element can be referred to as elongate, so that it has an extension along a direction, which can be referred to as the longitudinal direction or the direction of extension, which normally corresponds to at least five times or at least ten times an extension transverse to the direction of extension. The external cross-section of a thermally conductive element can be designed in different ways, for example polygonal, rectangular, oval or, in particular, circular. Normally, the external cross-section is constant along the entire length of the heatsink, but it could vary. The bundle has a plurality of heat-conducting elements, the number of which can be between 4 and 20 or between 6 and 15, for example. Within the bundle, each heat conducting element is normally located adjacent to at least one other heat conducting element, typically at least two other heat conducting elements. In particular, it can touch at least one other heat-conducting element, at least in some areas. The bundle has a first end and is inserted at least partially into the housing with the first end first (or foremost) through the housing opening. The direction of movement during insertion can correspond at least approximately to the axial direction, for example it can deviate from the axial direction by less than 20°. As will be explained below, the bundle is preferably only partially inserted, e.g. it can be inserted with 50% to 80% of its length, while the remaining 20% to 50% initially remain outside the housing. The insertion of the bundle can be done manually, but preferably it is done automatically.

Nach dem wenigstens teilweisen Einführen wird wenigstens eine Kraft auf ein zweites Ende des Bündels ausgeübt, wodurch das Bündel innerhalb des Gehäuses radial expandiert. Das zweite Ende des Bündels ist dem o.g. ersten Ende gegenüberliegend angeordnet, d.h. bezüglich der Bewegungsrichtung des Einführens ist es hinten angeordnet. Typischerweise ist es nach dem (teilweisen) Einführen des Bündels noch außerhalb des Gehäuses angeordnet. Es wird wenigstens eine Kraft auf das zweite Ende ausgeübt. Die Kraft kann unmittelbar oder über wenigstens ein zwischengeordnetes Element ausgeübt werden. Wenngleich die wenigstens eine Kraft prinzipiell manuell ausgeübt werden könnte, ist es schon aus Präzisionsgründen bevorzugt, dass sie automatisch ausgeübt wird. Es kann sich insbesondere auch um ein Kräftepaar handeln, welches einem Drehmoment entspricht. Streng genommen wird die wenigstens eine Kraft auf das zweite Ende relativ zum ersten Ende ausgeübt. D.h. gleichzeitig wirkt auf das erste Ende eine Gegenkraft, die verhindert, dass sich das Bündel durch die Einwirkung der genannten Kraft einfach in seiner Gesamtheit bewegt. Das Ausüben der wenigstens einen Kraft bewirkt, dass das Bündel innerhalb des Gehäuses radial expandiert. D.h. wenn man die Ausdehnung des gesamten Bündels quer zur axialen Richtung, nämlich in radialer Richtung, betrachtet, vergrößert sich diese Ausdehnung durch das Ausüben der wenigstens einen Kraft. Man könnte auch sagen, die einzelnen Wärmeleitelemente des Bündels bewegen sich voneinander fort, so dass das Bündel insgesamt expandiert bzw. aufgespreizt wird. Die Expansion bzw. Aufspreizung erfolgt dabei normalerweise nicht entlang der gesamten Länge des Bündels, sondern nur bereichsweise. Sie muss insbesondere auch nicht in allen Bereichen des Bündels gleichmäßig erfolgen.After at least partial insertion, at least one force is applied to a second end of the bundle, causing the bundle to expand radially within the housing. The second end of the bundle is arranged opposite to the aforesaid first end, i.e. it is arranged behind with respect to the direction of movement of the insertion. Typically, it is still located outside the housing after (partial) insertion of the bundle. At least one force is applied to the second end. The force can be applied directly or via at least one intervening element. Although the at least one force could in principle be applied manually, for reasons of precision it is preferred that it is applied automatically. In particular, it can also be a matter of a couple of forces, which corresponds to a torque. Strictly speaking, the at least one force is applied to the second end relative to the first end. This means that at the same time a counterforce acts on the first end, which prevents the bundle from simply moving in its entirety as a result of the action of the force mentioned. Application of the at least one force causes the bundle to radially expand within the housing. That is, if one considers the expansion of the entire bundle transversely to the axial direction, namely in the radial direction, this expansion increases when the at least one force is exerted. One could also say that the individual heat-conducting elements of the bundle move away from one another, so that the bundle as a whole expands or spreads out. The expansion or spreading does not normally take place along the entire length of the bundle, but only in certain areas. In particular, it does not have to be uniform in all areas of the bundle.

In jedem Fall wird durch die Expansion des Bündels die Effektivität der Kühlung verbessert, die sich durch die Wärmeleitelemente erreichen lässt. Dabei können die Wärmeleitelemente des Bündels zunächst in relativ kompakter Form durch die Gehäuseöffnung eingeführt werden und danach in der beschriebenen Weise aufgespreizt werden, wodurch sie einen größeren Volumenbereich des Innenraums kühlen können. Dabei kann modellhaft vereinfachend angenommen werden, dass jedes Wärmeleitelement zur Kühlung eines gewissen Bereichs in der Nähe des Wärmeleitelement beiträgt. In der kompakten Form, in welcher das Bündel eingeführt wird, können sich die entsprechenden Bereiche der Wärmeleitelemente überschneiden, was die Kühlung beeinträchtigen kann. Außerdem kann es sein, dass zunächst keine oder nur minimale Zwischenräume zwischen den Wärmeleitelementen gegeben sind, so dass zu kühlendes Gas nicht oder nur schwer zwischen die Wärmeleitelemente gelangen kann. Nach dem Expandieren und Aufspreizen sind normalerweise ausreichende Zwischenräume gegeben, so dass jedes Wärmeleitelement mit seiner gesamten Oberfläche zum Wärmeaustausch beiträgt.In any case, the expansion of the bundle improves the effectiveness of the cooling that can be achieved by the heat-conducting elements. In this case, the heat-conducting elements of the bundle can first be introduced in a relatively compact form through the housing opening and then spread open in the manner described, as a result of which they can cool a larger volume area of the interior. In this case, it can be assumed for the sake of simplicity that each heat-conducting element contributes to the cooling of a certain area in the vicinity of the heat-conducting element. In the compact form in which the bundle is inserted, the corresponding areas of the heat conduction elements can overlap, which can affect cooling. In addition, there may initially be no or only minimal gaps between the heat-conducting elements, so that gas to be cooled cannot get between the heat-conducting elements, or only with difficulty. After expansion and spreading, there are normally sufficient gaps so that each heat-conducting element contributes to the heat exchange with its entire surface.

Der Verlauf der einzelnen Wärmeleitelemente innerhalb des Bündels kann unterschiedlich sein. Bspw. könnten die Wärmeleitelemente beim Einführen gerade angeordnet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Bündel von helixartig gewundenen Wärmeleitelementen eingeführt. D.h. zumindest während des Einführens sind die Wärmeleitelemente innerhalb des Bündels helixartig gewunden, also schraubenlinienartig bzw. nach Art einer Schraubenlinie. Für sich betrachtet verläuft jedes Wärmeleitelement helixartig. Insgesamt betrachtet kann man sagen, dass die Wärmeleitelemente umeinander gewunden bzw. wenigstens annähernd um eine gemeinsame Bündelachse gewunden sind. Dabei sind sämtliche Wärmeleitelemente des Bündels in der gleichen Richtung bzw. gleichsinnig gewunden.The course of the individual heat-conducting elements within the bundle can vary. For example, the heat-conducting elements could be arranged straight when inserted. According to a preferred embodiment, a bundle of helically wound heat-conducting elements is introduced. That is to say, at least during insertion, the heat-conducting elements are wound helically within the bundle, i.e. in the manner of a helical line or in the manner of a helical line. Considered individually, each heat-conducting element runs helically. Overall, it can be said that the heat-conducting elements are wound around one another or are wound at least approximately around a common bundle axis. All heat-conducting elements of the bundle are wound in the same direction or in the same direction.

Grundsätzlich wäre es denkbar, dass eine axiale Kraft auf das zweite Ende ausgeführt wird, wodurch das Bündel in axialer Richtung zusammengedrückt wird und gleichzeitig in radialer Richtung expandiert. Dies wäre unabhängig vom Verlauf der Wärmeleitelemente möglich, d.h. diese könnten gerade, helixartig gewunden oder anderweitig geformt sein. In diesem Fall ist allerdings die Verformung der einzelnen Wärmeleitelemente evtl. schwer zu kontrollieren. Außerdem kann eine axiale Kraft erheblicher Größe notwendig sein, die wiederum durch eine entsprechende Gegenkraft auf das erste Ende kompensiert werden muss. Sofern das erste Ende die Kraft bspw. an das Gehäuse weitergibt, könnte die Gefahr einer Beschädigung des Gehäuses bestehen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird durch die wenigstens eine Kraft ein Torsionsmoment auf das Bündel ausgeübt, wodurch sich die Windung des Bündels verringert. Man kann auch sagen, dass das Torsionsmoment der Windung des Bündels entgegenwirkt. Selbstverständlich ist für ein Torsionsmoment zumindest ein Kräftepaar notwendig. Das Torsionsmoment führt zu einer Drehung des zweiten Endes gegenüber dem ersten Ende. Dabei wird die Reduzierung der Windung normalerweise von einer Verkürzung des Bündels begleitet, d.h. der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Ende verringert sich. Insbesondere kann das zweite Ende anfangs außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, während es nach dem Ende der Aufspreizung innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, bspw. innerhalb der Gehäuseöffnung.In principle, it would be conceivable for an axial force to be exerted on the second end, as a result of which the bundle is compressed in the axial direction and at the same time expands in the radial direction. This would be possible regardless of the course of the heat-conducting elements, ie they could be straight, helically wound or shaped in some other way. In this case, however, the deformation of each heat conducting member may be difficult to control. In addition, an axial force of considerable size may be necessary, which in turn must be compensated for by a corresponding counter-force on the first end. If the first end transmits the force to the housing, for example, there could be a risk of damage to the housing. According to a preferred embodiment, a torsional moment is exerted on the bundle by the at least one force, as a result of which the winding of the bundle is reduced. It can also be said that the torsional moment opposes the twisting of the bundle. Of course, at least one force couple is necessary for a torsional moment. The torsional moment causes the second end to rotate relative to the first end. The reduction in winding is usually accompanied by a shortening of the bundle, ie the distance between the first and second ends decreases. In particular, the second end may initially be located outside the housing, while after the end of the spreading it is located inside the housing, e.g. within the housing opening.

Wie bereits erläutert, müssen die wenigstens eine Kraft bzw. das Drehmoment, welche auf das zweite Ende wirken, durch eine entgegengesetzte Kraft bzw. ein entgegengesetztes Drehmoment auf das erste Ende kompensiert werden, um eine Verdrehung bzw. Verschiebung des gesamten Bündels zu verhindern. Üblicherweise weist das Gehäuse eine der o.g. Gehäuseöffnung gegenüberliegende zweite Gehäuseöffnung auf. Es wäre prinzipiell möglich, das erste Ende durch diese zweite Gehäuseöffnung hindurch von außen zu ergreifen und so zu stabilisieren, während die Kraft auf das zweite Ende ausgeübt wird. Dieses Vorgehen ist allerdings im Allgemeinen kompliziert. Es ist somit bevorzugt, dass das erste Ende des Bündels drehmomentübertragend mit einem der Gehäuseöffnung axial gegenüberliegenden Eingriffsbereich des Gehäuses verbunden wird, wonach das Torsionsmoment ausgeübt wird. Die Verbindung ist zumindest drehmomentübertragend und kann insbesondere drehfest sein, so dass sich das erste Ende nicht gegenüber dem Gehäuse verdrehen kann. Die Drehmomentübertragung kann bspw. durch einen Kraftschluss, eventuell durch einen Stoffschluss und/oder insbesondere einen Formschluss erreicht werden.As already explained, the at least one force or torque acting on the second end must be compensated by an opposing force or torque on the first end in order to prevent twisting or displacement of the entire bundle. The housing usually has a second housing opening opposite the above-mentioned housing opening. In principle, it would be possible to grip the first end from the outside through this second housing opening and thus stabilize it while the force is being exerted on the second end. However, this procedure is generally complicated. It is thus preferred that the first end of the bundle is connected in a torque-transmitting manner to an engagement region of the housing axially opposite the housing opening, after which the torsional moment is exerted. The connection is at least torque-transmitting and can in particular be non-rotatable, so that the first end cannot rotate relative to the housing. The torque can be transmitted, for example, by means of a force fit, possibly by means of a material connection and/or in particular a form fit.

Bevorzugt ist das Bündel am ersten Ende verdrehsicher mit einem Eingriffselement verbunden, welches formschlüssig mit dem Eingriffsbereich in Eingriff gebracht wird. Das erste Eingriffselement kann mit den Wärmeleitelementen des Bündels formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Bspw. kann es durchgehende oder zum zweiten Ende hin geöffnete Ausnehmungen aufweisen, in welchen die Wärmeleitelemente endseitig aufgenommen sind. Auf einer gegenüberliegenden Seite, welche dem Eingriffsbereich zugewandt ist, weist das Eingriffselement Strukturen auf, die einen Formschluss ermöglichen, insbesondere einen Formschluss in tangentialer Richtung. Hierbei kann es sich z.B. um axiale Vorsprünge und/oder Ausnehmungen handeln. Diese korrespondieren mit Strukturen eines Eingriffsbereichs. Bspw. könnte erste Eingriffselement einen Vorsprung aufweisen, der in eine Ausnehmung des Eingriffsbereichs eingeführt werden kann oder umgekehrt. Durch den Formschluss wird ein Verdrehen des ersten Endes gegenüber dem Eingriffsbereich verhindert. Es wäre auch denkbar, dass das Eingriffselement ein Außengewinde aufweist, welches in ein Innengewinde eingeschraubt wird, das im Eingriffsbereich ausgebildet ist.The bundle is preferably connected at the first end in a torsion-proof manner to an engagement element, which is brought into engagement with the engagement area in a form-fitting manner. The first engagement element can be connected to the heat-conducting elements of the bundle in a form-fitting, force-fitting and/or material-fitting manner. For example, it can have continuous recesses or recesses which are open towards the second end and in which the heat-conducting elements are accommodated at the ends. On an opposite side, which faces the engagement area, the engagement element has structures that enable a form fit, in particular a form fit in the tangential direction. This can be, for example, axial projections and/or recesses. These correspond to structures of an intervention area. For example, the first engagement element could have a projection that can be inserted into a recess of the engagement area, or vice versa. The positive fit prevents the first end from twisting relative to the engagement area. It would also be conceivable for the engagement element to have an external thread which is screwed into an internal thread which is formed in the engagement area.

Wie bereits oben erläutert, kann das Bündel in kompakter Form durch die Gehäuseöffnung eingeführt werden und danach radial expandieren, wodurch eine effektivere, gleichmäßigere Kühlung des Innenraums des Gehäuses möglich ist. Insbesondere kann sich beim Expandieren eine radiale Ausdehnung des Bündels wenigstens bereichsweise um wenigstens 100% vergrößern, ggf. auch um wenigstens 200 %. Bspw. könnte das Bündel ohne Probleme mit einem Außendurchmesser von weniger als 5 cm durch eine Endöffnung geführt werden, um danach auf einen Außendurchmesser von 10 cm, 15 cm oder mehr aufgespreizt zu werden.As already explained above, the bundle can be inserted through the housing opening in a compact form and then expand radially, as a result of which a more effective, more uniform cooling of the interior of the housing is possible. In particular, during expansion, a radial expansion of the bundle can increase at least in regions by at least 100%, possibly also by at least 200%. For example, the bundle could easily be passed through an end opening with an outside diameter of less than 5 cm and then be spread to an outside diameter of 10 cm, 15 cm or more.

Bevorzugt beruht die Expansion auf einer wenigstens überwiegend elastischen Verformung der Wärmeleitelemente. Gleiches gilt für die Verringerung der Windung des Bündels. Es erfolgt somit keine oder allenfalls eine vernachlässigbare plastische Verformung der Wärmeleitelemente. Eine solche plastische Verformung, die bspw. mit einem wenigstens lokalen Überschreiten der Streckgrenze verbunden wäre, könnte sich nachteilig auf die Haltbarkeit der Wärmeleitelemente auswirken. Dies kombiniert mit größeren Temperaturunterschieden könnte zu Rissen in den Wärmeleitelementen führen. Außerdem besteht bei einer plastischen Verformung die Gefahr, dass sich die Querschnitte der Durchgangskanäle verringern und die Strömung behindert wird. Ob der Bereich der elastischen Verformung eingehalten wird, lässt sich anhand der konkret gegebenen Verformung sowie der bekannten Materialeigenschaften der Wärmeleitelemente überprüfen.The expansion is preferably based on an at least predominantly elastic deformation of the heat-conducting elements. The same applies to reducing the winding of the bundle. There is therefore no or at most negligible plastic deformation of the heat-conducting elements. Such plastic deformation, which would be associated, for example, with at least locally exceeding the yield point, could have a disadvantageous effect on the durability of the heat-conducting elements. This combined with larger temperature differences could lead to cracks in the heat conducting elements. In addition, in the case of plastic deformation, there is a risk that the cross sections of the through-channels will decrease and the flow will be impeded. Whether the range of elastic deformation is maintained can be checked on the basis of the specific deformation and the known material properties of the heat-conducting elements.

Die Wärmeleitelemente können massiv ausgebildet sein, bspw. als Metallstäbe, die allein aufgrund von Wärmeleitung Wärme aus dem Innenraum des Druckgastanks abführen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung allerdings weist wenigstens ein Wärmeleitelement einen Durchgangskanal für ein Kühlmittel auf. Insbesondere kann sich dies auf sämtliche Wärmeleitelemente beziehen. Das jeweilige Wärmeleitelement weist einen Durchgangskanal auf, der entlang der gesamten Länge des Wärmeleitelements durchgehend ausgebildet ist. Das Wärmeleitelement kann somit als hohl oder zumindest im weitesten Sinne rohrförmig bezeichnet werden. Man kann in diesem Fall auch von einem Wärmeleitrohr sprechen. Der Querschnitt des Durchgangskanals kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, bspw. polygonal, rechteckig, oval oder insbesondere kreisförmig. Normalerweise ist der Querschnitt entlang der gesamten Länge des Wärmeleitelements konstant, er könnte aber auch variieren. Es wäre denkbar, dass ein Wärmeleitelement eine Mehrzahl von Durchgangskanälen aufweist, normalerweise weist allerdings jedes Wärmeleitelement genau einen Durchgangskanal auf.The heat-conducting elements can be solid, for example as metal rods, which dissipate heat from the interior of the compressed gas tank solely due to heat conduction. According to a preferred development, however, at least one heat-conducting element has a through-channel for a coolant. In particular, this can relate to all heat-conducting elements. The respective heat-conducting element has a passage input channel, which is continuously formed along the entire length of the heat-conducting element. The heat-conducting element can thus be referred to as hollow or at least tubular in the broadest sense. In this case one can also speak of a heat pipe. The cross-section of the through-channel can be designed in different ways, for example polygonal, rectangular, oval or, in particular, circular. Normally the cross-section is constant along the entire length of the heat-conducting element, but it could also vary. It would be conceivable for a heat-conducting element to have a plurality of through-channels, but normally each heat-conducting element has exactly one through-channel.

Dabei ist vorgesehen, dass der jeweilige Durchgangskanal wenigstens indirekt mit zwei Kühlmittelanschlüssen verbunden ist bzw. verbunden wird, die insbesondere jeweils an einem der Endabschnitte angeordnet werden können. Die Verbindung wird in aller Regel hergestellt, bevor das Bündel in das Gehäuse eingeführt wird. Die beiden Kühlmittelanschlüsse bilden einen Einlass sowie einen Auslass für Kühlmittel. Dabei ist selbstverständlich das eine Ende des Durchgangskanals (direkt oder indirekt) mit dem einen Kühlmittelanschluss verbunden, während das andere Ende mit dem anderen Kühlmittelanschluss verbunden ist. Die Kühlmittelanschlüsse können beim Einbau des Druckgastanks mit einem Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Anders ausgedrückt, in eingebautem Zustand ist der Druckgastank in den Kühlmittelkreislauf eingebunden, wobei das Kühlmittel durch einen der Kühlmittelanschlüsse (welcher auch als Einlass-Kühlmittelanschluss bezeichnet werden kann) einströmt und durch den anderen (welcher auch als Auslass-Kühlmittelanschluss bezeichnet werden kann) wieder ausströmt. Dabei wird aufgrund der geschilderten Verbindung des Durchgangskanals zu den Kühlmittelanschlüssen das Kühlmittel ebenfalls durch den Durchgangskanal geführt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Durchgangskanäle eine Gruppe von ersten Durchgangskanälen sowie eine Gruppe von zweiten Durchgangskanälen aufweisen, wobei die ersten Durchgangskanäle stromaufwärts der zweiten Durchgangskanäle angeordnet sind. Somit sind die ersten Durchgangskanäle über die zweiten Durchgangskanäle (sowie ggf. weitere Leitungen oder Kanäle) mit dem Auslass-Kühlmittelanschluss verbunden, während die zweiten Durchgangskanäle über die ersten Durchgangskanäle (sowie ggf. weitere Leitungen oder Kanäle) mit dem Einlass-Kühlmittelanschluss verbunden sind. Alternativ zu einem Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeugs könnte auch ein wenigstens teilweise externer Kühlmittelkreislauf genutzt werden, z.B. ein Kühlmittelkreislauf einer Betankungsstation für den Druckgastank.In this case, it is provided that the respective through-channel is or will be connected at least indirectly to two coolant connections, which in particular can each be arranged on one of the end sections. The connection is usually made before the bundle is inserted into the housing. The two coolant connections form an inlet and an outlet for coolant. In this case, of course, one end of the through-channel is connected (directly or indirectly) to one coolant connection, while the other end is connected to the other coolant connection. The coolant connections can be connected to a coolant circuit of the motor vehicle when the compressed gas tank is installed. In other words, when installed, the compressed gas tank is integrated into the coolant circuit, with the coolant flowing in through one of the coolant connections (which can also be referred to as the inlet coolant connection) and flowing out again through the other (which can also be referred to as the outlet coolant connection). . In this case, the coolant is also guided through the through-channel due to the described connection of the through-channel to the coolant connections. In particular, it can be provided that the through-channels have a group of first through-channels and a group of second through-channels, the first through-channels being arranged upstream of the second through-channels. Thus, the first through-channels are connected to the outlet coolant port via the second through-channels (and possibly further lines or channels), while the second through-channels are connected to the inlet coolant port via the first through-channels (and possibly further lines or channels). As an alternative to a coolant circuit of the motor vehicle, an at least partially external coolant circuit could also be used, e.g. a coolant circuit of a filling station for the compressed gas tank.

Da der Durchgangskanal im Inneren des Wärmeleitelements ausgebildet ist, welches wiederum durch den Innenraum des Druckgastanks verläuft, kann ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel im Durchgangskanal und dem Gas im Innenraum des Druckgastanks erfolgen. In diesem Fall wird die Wärme nicht nur durch Wärmeleitung, sondern vor allen Dingen durch Konvektion, also durch den Kühlmittelfluss im Durchgangskanal, transportiert. Dies ist im Allgemeinen wesentlich effektiver als ein Wärmetransport nur durch Wärmeleitung. Das Kühlmittel kann ein herkömmliches flüssiges Kühlmittel des Kraftfahrzeugs sein, bspw. ein Wasser-Glykol-Gemisch. Dieses kann auch zur Kühlung bzw. Temperierung anderer Komponenten des Fahrzeugs verwendet werden. Die Wärme, die vom komprimierten Gas auf das Kühlmittel übergeht, kann an anderer Stelle über einen Radiator nach außen an die Umgebung des Fahrzeugs abgegeben werden oder alternativ auch zum Heizen des Fahrzeuginnenraums verwendet werden.Since the through-channel is formed inside the heat-conducting element, which in turn runs through the interior of the compressed gas tank, heat can be exchanged between the coolant in the through-channel and the gas in the interior of the compressed-gas tank. In this case, the heat is transported not only by heat conduction, but above all by convection, i.e. by the flow of coolant in the through-channel. In general, this is much more effective than transporting heat solely by conduction. The coolant can be a conventional liquid coolant for motor vehicles, for example a water-glycol mixture. This can also be used to cool or temper other components of the vehicle. The heat that is transferred from the compressed gas to the coolant can be given off to the surroundings of the vehicle at another point via a radiator or, alternatively, can also be used to heat the vehicle interior.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Wärmeleitelemente am zweiten Ende durch ein Kopfelement miteinander verbunden und ein Außengewinde dieses Kopfelements wird in ein Innengewinde der Gehäuseöffnung eingeschraubt. D.h., die Gehäuseöffnung weist ein Innengewinde auf, das mit einem Außengewinde zusammenwirkt, welches am Kopfelement ausgebildet ist. Das Kopfelement kann ebenso wie die Wärmeleitelemente aus Metall ausgebildet sein und bspw. Ausnehmungen aufweisen, in denen die Enden der Wärmeleitelemente formschlüssig aufgenommen sind. Durch das Einschrauben des Kopfelements in die Gehäuseöffnung wird das zweite Ende am Gehäuse gesichert. Dabei erfolgt selbstverständlich auch eine Drehung des zweiten Endes, durch die gleichzeitig die Windung des Bündels verringert und das Bündel aufgespreizt werden kann. Bei der hier geschilderten Ausführungsform können beide Kühlmittelanschlüsse am Kopfelement angeordnet sein, während am Eingriffselement wenigstens ein Umlenkkanal ausgebildet ist. Jeder Umlenkkanal verbindet wenigstens einen ersten Durchgangskanal mit wenigstens einem zweiten Durchgangskanal und kann U-förmig ausgebildet sein. Im Kopfelement können ein erster Sammelkanal, der mit dem Einlass-Kühlmittelanschluss verbunden ist, sowie ein zweiter Sammelkanal, der mit dem Auslass-Kühlmittelanschluss verbunden ist, ausgebildet sein. Der erste Sammelkanal kann über erste Zweigkanäle mit den ersten Durchgangskanälen verbunden sein, während der zweite Sammelkanal über zweite Zweigkanäle mit den zweiten Durchgangskanälen verbunden ist. Jeder der Sammelkanäle kann ringförmig ausgebildet sein.According to one embodiment, the heat conducting elements are connected to one another at the second end by a head element and an external thread of this head element is screwed into an internal thread of the housing opening. That is, the housing opening has an internal thread which cooperates with an external thread which is formed on the head element. The head element, like the heat-conducting elements, can be made of metal and can have, for example, recesses in which the ends of the heat-conducting elements are accommodated in a form-fitting manner. Screwing the head member into the housing opening secures the second end to the housing. In this case, of course, the second end is also rotated, by means of which the coiling of the bundle is reduced and the bundle can be spread open at the same time. In the embodiment described here, both coolant connections can be arranged on the head element, while at least one deflection channel is formed on the engagement element. Each deflection channel connects at least one first through-channel to at least one second through-channel and can be U-shaped. A first collection channel, which is connected to the inlet coolant connection, and a second collection channel, which is connected to the outlet coolant connection, can be formed in the head element. The first collecting duct can be connected to the first passage ducts via first branch ducts, while the second collecting duct is connected to the second passage ducts via second branch ducts. Each of the collecting channels can be ring-shaped.

Das Kopfelement kann wiederum eine axiale Durchgangsöffnung aufweisen, in welche ein Ventil oder ein Verschlusselement eingebracht und darin gesichert wird. Dabei kann die Durchgangsöffnung insbesondere bezüglich der Gehäuseachse zentriert sein und die Enden der Wärmeleitelemente können (radial beabstandet) um die Durchgangsöffnung herum angeordnet sein. Gleichermaßen ist die Durchgangsöffnung normalerweise konzentrisch zur o.g. Gehäuseöffnung angeordnet. In die Durchgangsöffnung kann ein Ventil eingebracht und bspw. eingeschraubt werden, welches dann zur Befüllung des Druckgastanks genutzt werden kann. D.h., in diesem Fall wird der Druckgastank von der Seite der (ersten) Gehäuseöffnung aus befüllt. Alternativ kann vorgesehen sein, den Druckgastank von der gegenüberliegenden Seite zu befüllen, in welchem Fall dort ein entsprechendes Ventil angeordnet ist. Die (erste) Gehäuseöffnung kann dann durch ein Verschlusselement (Endplug) verschlossen werden, welches ebenfalls bspw. durch Einschrauben gesichert werden kann.The head element can in turn have an axial through-opening into which a valve or a closure element is introduced and therein is secured. In this case, the through-opening can be centered in particular with respect to the housing axis and the ends of the heat-conducting elements can be arranged (radially spaced) around the through-opening. Likewise, the through-opening is normally arranged concentrically to the above-mentioned housing opening. A valve can be introduced into the passage opening and, for example, screwed in, which can then be used to fill the compressed gas tank. In other words, in this case the compressed gas tank is filled from the side of the (first) housing opening. Alternatively, it can be provided that the compressed gas tank is filled from the opposite side, in which case a corresponding valve is arranged there. The (first) housing opening can then be closed by a closure element (end plug), which can also be secured, for example, by screwing.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

  • 1-4 eine Schnittdarstellung eines Druckgastanks während verschiedener Phasen eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 5-7 eine Detailansicht eines Bündels von Wärmeleitrohren während verschiedener Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 8 eine perspektivische Darstellung des Bündels mit einem Kopfelement;
  • 9 eine teilweise Schnittdarstellung eines Teils des Bündels mit dem Kopfelement aus 8;
  • 10 eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie X-X in 9; sowie
  • 11 eine teilweise Schnittdarstellung eines Teils des Bündels mit einem Eingriffselement.
Further advantageous details and effects of the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the figures. Show it
  • 1-4 a sectional view of a compressed gas tank during different phases of a method according to the invention;
  • 5-7 a detailed view of a bundle of heat pipes during different phases of the method according to the invention;
  • 8th a perspective view of the bundle with a head element;
  • 9 Figure 12 shows a partial section view of part of the bundle with the header 8th ;
  • 10 a sectional view taken along the line XX in 9 ; such as
  • 11 a partial sectional view of part of the bundle with an engaging element.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numbers, which is why they are usually only described once.

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Druckgastanks 1 für ein Kraftfahrzeug, der bspw. in einem PKW eingesetzt werden kann, während einer ersten Phase eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Schnittebene in 1 verläuft parallel zu einer Gehäuseachse A, welche einer axialen Richtung entspricht. Die Gehäuseachse A bildet eine Symmetrieachse des Druckgastanks 1. Dieser weist ein Gehäuse 2 auf, mit einem zylindermantelförmigen Mittelabschnitt 3, an welchen sich axial endseitig ein erster Endabschnitt 4 sowie ein zweiter Endabschnitt anschließen. Die Darstellung des Gehäuses 2 ist hier stark vereinfacht. Normalerweise weist dieses einen Innenmantel aus Kunststoff und/oder Metall auf, welcher von einem Außenmantel umgeben ist, der aus gewickelten Rovings (Endlosfasern) in einer Polymermatrix besteht. Am ersten Endbereich 4 ist im Bereich der Gehäuseachse A eine axial verlaufende Gehäuseöffnung 4.1 ausgebildet. Im zweiten Endbereich 5 ist ein Eingriffsbereich 5.1 ausgebildet, dessen Funktion nachfolgend noch erläutert wird. 1 shows a sectional view of a compressed gas tank 1 for a motor vehicle, which can be used in a car, for example, during a first phase of a method according to the invention. The cutting plane in 1 runs parallel to a housing axis A, which corresponds to an axial direction. The housing axis A forms an axis of symmetry of the compressed gas tank 1. This has a housing 2 with a central section 3 in the shape of a cylinder jacket, which is adjoined at the axial end by a first end section 4 and a second end section. The representation of the housing 2 is greatly simplified here. Typically, this has an inner sheath of plastic and/or metal surrounded by an outer sheath consisting of rovings (continuous fibers) wound in a polymer matrix. An axially extending housing opening 4.1 is formed on the first end region 4 in the region of the housing axis A. An engagement area 5.1 is formed in the second end area 5, the function of which will be explained below.

Des Weiteren ist in 1 ein Bündel 10 von Kühlmittelrohren 11 erkennbar, die helixartig umeinander gewunden sind. Im vorliegenden Beispiel sind die Kühlmittelrohre 11 aus Edelstahl gefertigt. Jedes Kühlmittelrohr 11 weist einen Durchgangskanal 11.1, 11.2 auf, wobei sich funktional eine Gruppe von ersten Durchgangskanälen 11.1 sowie eine Gruppe von zweiten Durchgangskanälen 11.2 unterscheiden lassen, die nachfolgend noch erläutert werden. An einem ersten Ende 10.1 sind die Kühlmittelrohre 11 durch einen Eingriffselement 12 miteinander verbunden, welches eine nach Art eines Vorsprungs ausgebildete Eingriffsstruktur 12.1 aufweist. Diese ist komplementär zu einer im Endbereich 5 ausgebildeten Eingriffsstruktur 5.1 eines zweiten Eingriffselements 5.2 ausgebildet. Die Enden jedes Kühlmittelrohrs 11 können in hier nicht dargestellten Ausnehmungen des jeweiligen Eingriffselements 12 aufgenommen und bspw. eingeschraubt sein. Die Kühlmittelrohre 11 könnten also zunächst in das Eingriffselement 12 eingeschraubt und dann vor dem Einführen in den Druckgastank 1 verwunden werden, so dass die dargestellte helixartige Ausgestaltung erreichbar ist. Denkbar ist aber auch, dass die umeinander helixartig sich umwindenden Kühlmittelrohre 11 von dem Eingriffselement 12 drehfest gehalten sind, wobei an eine kraftschlüssige, stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung gedacht ist. Beispielsweise kann das Eingriffselement 12 hülsenartig ausgeführt sein, und das Bündel außenseitig umfassend drehfest halten, wobei die Eingriffsstruktur 12.1 an einem geschlossenen Ende des Eingriffselementes 12 angeordnet ist. Wie in 11 erkennbar ist, weist das Eingriffselement 12 eine Mehrzahl von U-förmigen Umlenkkanälen 12.2 auf, von denen jeder einen ersten Durchgangskanal 11.1 mit einem zweiten Durchgangskanal 11.2 verbindet. An einem zweiten Ende 10.2 sind die Kühlmittelrohre 11 durch ein Kopfelement 13 verbunden, welches in den vergrößerten Darstellungen von 8-10 besser erkennbar ist. Das Kopfelement 13 ist insgesamt ringartig ausgebildet und weist ein Außengewinde 13.1 sowie in einer Durchgangsöffnung 13.2 ein Innengewinde 13.3 auf. Des Weiteren sind eine Mehrzahl von ersten Zweigkanälen 13.4 ausgebildet, die jeweils mit einem ersten Durchgangskanal 11.1 eines der Kühlmittelrohre 11 in Verbindung stehen, sowie eine Mehrzahl von zweiten Zweigkanälen 13.5, die jeweils mit einem zweiten Durchgangskanal 11.2 in Verbindung stehen. Die ersten Zweigkanäle 13.4 sind über einen ringförmigen ersten Sammelkanal 13.6 mit einem Einlass-Kühlmittelanschluss 13.8 verbunden, während die zweiten Zweigkanäle 13.5 sind über einen ebenfalls ringförmigen zweiten Sammelkanal 13.7 mit einem Auslass-Kühlmittelanschluss 13.9 verbunden sind. Beide Kühlmittelanschlüsse 13.8, 13.9 sind am Kopfelement 13 angeordnet.Furthermore, in 1 a bundle 10 of coolant tubes 11 can be seen, which are helically wound around one another. In the present example, the coolant tubes 11 are made of stainless steel. Each coolant tube 11 has a through-channel 11.1, 11.2, with a group of first through-channels 11.1 and a group of second through-channels 11.2 being functionally distinguishable, which will be explained below. At a first end 10.1, the coolant pipes 11 are connected to one another by an engagement element 12, which has an engagement structure 12.1 designed in the manner of a projection. This is designed to complement an engagement structure 5.1 of a second engagement element 5.2 formed in the end region 5. The ends of each coolant tube 11 can be accommodated and, for example, screwed into recesses (not shown here) in the respective engagement element 12 . The coolant tubes 11 could therefore first be screwed into the engagement element 12 and then twisted before being inserted into the compressed gas tank 1, so that the illustrated helical configuration can be achieved. However, it is also conceivable that the coolant pipes 11 winding around each other in a helix-like manner are held in a rotationally fixed manner by the engagement element 12 , a force-fitting, material-fitting or form-fitting connection being considered. For example, the engagement element 12 can be sleeve-like and hold the bundle on the outside in a non-rotatable manner, with the engagement structure 12.1 being arranged on a closed end of the engagement element 12. As in 11 As can be seen, the engagement element 12 has a plurality of U-shaped deflection channels 12.2, each of which connects a first through-channel 11.1 to a second through-channel 11.2. At a second end 10.2, the coolant tubes 11 are connected by a head element 13, which is shown in the enlarged representations of FIG 8-10 is better recognizable. The head element 13 is ring-shaped overall and has an external thread 13.1 and an internal thread 13.3 in a through-opening 13.2. Furthermore, a plurality of first branch ducts 13.4 are formed, which are each connected to a first through-duct 11.1 of one of the coolant pipes 11, and a plurality of second branch ducts 13.5, which are each connected to a second through-duct 11.2 in connection. The first branch ducts 13.4 are connected to an inlet coolant connection 13.8 via an annular first collecting duct 13.6, while the second branch ducts 13.5 are connected to an outlet coolant connection 13.9 via a second collecting duct 13.7, which is also annular. Both coolant connections 13.8, 13.9 are arranged on the head element 13.

In 1 ist das Bündel 10 mit dem ersten Ende 10.1 voran durch eine in axialer Richtung durchgehende Gehäuseöffnung 4.1 am ersten Endbereich 4 teilweise in einen Innenraum 2.1 des Gehäuses 2 eingeführt. Die Bewegungsrichtung beim Einführen entspricht dabei wenigstens ungefähr der axialen Richtung.In 1 the bundle 10 is partially inserted with the first end 10.1 first through a continuous housing opening 4.1 in the axial direction on the first end region 4 into an interior space 2.1 of the housing 2. The direction of movement during insertion corresponds at least approximately to the axial direction.

In 2 ist das Bündel 10 soweit eingeführt, dass das erste Eingriffselement 5.2 mit dem zweiten Eingriffselement 12 formschlüssig in Eingriff gelangt, wodurch ein Verdrehen des Eingriffselements 12 gegenüber dem Gehäuse 2 verhindert wird. Die Länge des Bündels 10 ist so bemessen, dass ein Teil desselben mit dem Kopfstück 13 noch außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist. Im weiteren Verlauf wird ein Drehmoment (entsprechend einem Kräftepaar) auf das zweite Ende 10.2 ausgeübt, welches zu einem auf das Bündel 10 wirkenden Torsionsmoment führt. Dieser Zustand ist auch in 5 dargestellt, wobei nur ein Teil des Bündels 10 sichtbar ist.In 2 When the bundle 10 is inserted so far that the first engagement element 5.2 positively engages with the second engagement element 12, which prevents the engagement element 12 from twisting relative to the housing 2. The length of the bundle 10 is dimensioned in such a way that part of it with the head piece 13 is still outside of the housing 2 . In the further course, a torque (corresponding to a force couple) is exerted on the second end 10.2, which leads to a torsional moment acting on the bundle 10. This state is also in 5 shown with only part of the bundle 10 visible.

Im weiteren Verlauf führt das ausgeübte Drehmoment dazu, dass die Windung des Bündels 10 abnimmt, während sich gleichzeitig seine Länge in axialer Richtung verringert. Somit vergrößert sich die radiale Abmessung des Bündels 10 (sein Außenradius) innerhalb des Druckgastanks 1, während das Kopfstück 13 näher an die Gehäuseöffnung 4.1 bewegt wird. Dies ist in 3 sowie in 6 dargestellt.As it progresses, the applied torque causes the bundle 10 to decrease in turn while at the same time reducing its length in the axial direction. Thus, the radial dimension of the bundle 10 (its outer radius) increases within the compressed gas tank 1, while the head piece 13 is moved closer to the housing opening 4.1. this is in 3 as in 6 shown.

Der beschriebene Vorgang setzt sich fort, bis, wie in 4 und 7 dargestellt, das Bündel 10 soweit aufgespreizt ist, dass sich seine radiale Abmessung gegenüber dem ursprünglichen Zustand um mehr als 200 % vergrößert hat. Es füllt somit den Innenraum 2.1 des Gehäuses 2 wesentlich besser aus als im ursprünglichen Zustand gemäß 2. Außerdem sind deutliche Zwischenräume zwischen den einzelnen Wärmeleitrohren 11 erkennbar. Die gesamte Aufspreizung des Bündels 10 erfolgt durch elastische Verformung der einzelnen Wärmeleitrohre 11. Schließlich wird das Außengewinde 13.1 des Kopfstücks 13 in ein Innengewinde 4.2 der Gehäuseöffnung 4.1 eingeschraubt. Der Drehsinn zum Einschrauben ist zielführend so gewählt, dass sich das Bündel weiter aufspreizt. Darüber hinaus kann ein hier stark schematisiert dargestelltes Ventil 14 in die Durchgangsöffnung 13.3 eingeschraubt werden. Über das Ventil 14 kann der Innenraum 2.1 des Gehäuses 2 mit einem druckbeaufschlagten Gas (bspw. Wasserstoff, Erdgas, DME oder Autogas) befüllt werden, welches zum Antrieb des Kraftfahrzeugs dient.The process described continues until, as in 4 and 7 shown, the bundle 10 is spread out to such an extent that its radial dimension has increased by more than 200% compared to the original state. It thus fills the interior 2.1 of the housing 2 much better than in the original state according to FIG 2 . In addition, clear gaps between the individual heat pipes 11 can be seen. The entire spreading of the bundle 10 takes place through elastic deformation of the individual heat-conducting tubes 11. Finally, the external thread 13.1 of the head piece 13 is screwed into an internal thread 4.2 of the housing opening 4.1. The direction of rotation for screwing in is selected in such a way that the bundle spreads further. In addition, a valve 14, shown here in a highly schematic manner, can be screwed into the through-opening 13.3. The interior 2.1 of the housing 2 can be filled with a pressurized gas (e.g. hydrogen, natural gas, DME or LPG) via the valve 14, which is used to drive the motor vehicle.

In eingebautem Zustand können die Durchgangskanäle 11.1, 11.2 der Kühlmittelrohre 11 mit einem Kühlmittelkreislauf des Kraftfahrzeugs verbunden werden, welcher ein flüssiges Kühlmittel (bspw. ein Wasser-Glykol-Gemisch) führt und zur Temperierung, also Kühlung und/oder Erwärmung, verschiedener Fahrzeugkomponenten oder - bereiche dient. Genauer gesagt wird der Einlass-Kühlmittelanschluss 13.8 mit einer (nicht dargestellten) zuführenden Kühlmittelleitung verbunden, während der Auslass-Kühlmittelanschluss 13.9 mit einer abführenden Kühlmittelleitung verbunden wird. Auf diese Weise kann Kühlmittel über den Einlass-Kühlmittelanschluss 13.8, den ersten Sammelkanal 13.6 und die ersten Zweigkanäle 13.4 in die ersten Durchgangskanäle 11.1 gelangen. Von dort gelangt das Kühlmittel über die Umlenkkanäle 12.2 in die zweiten Durchgangskanäle 11.2, und weiter über die zweiten Zweigkanäle 13.5 und den zweiten Sammelkanal 13.7 zum Auslass-Kühlmittelanschluss 13.9. Von dort gelangt es in die abführende Kühlmittelleitung. Wenn das Kraftfahrzeug betankt wird, wird Flüssiggas aus einem externen Tank über eine Tankleitung sowie das Ventil 14 in den Druckgastank 1 gefüllt. Beim Einströmen in den Druckgastank 1 strömt das Gas durch die Zwischenräume zwischen den Kühlmittelrohren 11 und hat einen verhältnismäßig großflächigen Kontakt mit den Kühlmittelrohren 11. Es ergibt sich dabei ein Wärmeaustausch zwischen dem sich beim Einfüllen erwärmenden Gas und der Kühlflüssigkeit in den Durchgangskanälen 11.1 11.2. Die Erwärmung des Gases wird durch den über die Wandung des jeweiligen Kühlmittelrohrs 11 gegebenen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit beschränkt. Hierdurch kann auch bei verhältnismäßig schnellem Betanken verhindert werden, dass die Temperatur des Gases bzw. des Druckgastanks 1 einen aus Sicherheitsgründen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Eine externe Vorkühlung des Gases ist hierfür nicht notwendig. Die von der Kühlflüssigkeit aufgenommene Wärme wird über den Kühlmittelkreislauf abgeführt und kann bspw. über einen Wärmetauscher an einen Fahrzeuginnenraum oder auch an die Fahrzeugumgebung abgegeben werden. Alternativ zu einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs wäre auch eine Verbindung mit einem (teilweise) externen Kühlkreislauf denkbar, der der Tankstation zugeordnet ist, an welcher der Druckgastank 1 betankt wird.When installed, the passage channels 11.1, 11.2 of the coolant pipes 11 can be connected to a coolant circuit of the motor vehicle, which carries a liquid coolant (e.g. a water-glycol mixture) and for temperature control, i.e. cooling and/or heating, of various vehicle components or - areas. More precisely, the inlet coolant connection 13.8 is connected to a supply coolant line (not shown), while the outlet coolant connection 13.9 is connected to a discharge coolant line. In this way, coolant can reach the first through-channels 11.1 via the inlet coolant connection 13.8, the first collecting channel 13.6 and the first branch channels 13.4. From there, the coolant reaches the second through-channels 11.2 via the deflection channels 12.2, and further via the second branch channels 13.5 and the second collecting channel 13.7 to the outlet coolant connection 13.9. From there it gets into the discharging coolant line. When the motor vehicle is being refueled, liquid gas is filled into the compressed gas tank 1 from an external tank via a tank line and the valve 14 . When it flows into the pressurized gas tank 1, the gas flows through the spaces between the coolant tubes 11 and has relatively large-area contact with the coolant tubes 11. This results in heat exchange between the gas, which heats up during filling, and the coolant in the passage channels 11.1 11.2. The heating of the gas is limited by the heat exchange with the cooling liquid that takes place via the wall of the respective coolant pipe 11 . This can prevent the temperature of the gas or the pressurized gas tank 1 from exceeding a threshold value specified for safety reasons, even when filling up relatively quickly. An external pre-cooling of the gas is not necessary for this. The heat absorbed by the coolant is dissipated via the coolant circuit and can, for example, be given off to a vehicle interior or also to the vehicle environment via a heat exchanger. As an alternative to a cooling circuit of the motor vehicle, a connection to a (partially) external cooling circuit would also be conceivable, which is assigned to the filling station at which the compressed gas tank 1 is filled up.

BezugszeichenlisteReference List

11
Druckgastankcompressed gas tank
22
Gehäusecasing
2.12.1
Innenrauminner space
33
Mittelabschnittmiddle section
4, 54, 5
Endabschnittend section
4.14.1
Gehäuseöffnungcase opening
4.2, 13.34.2, 13.3
Innengewindeinner thread
5.15.1
Eingriffsbereichintervention area
5.2, 12.15.2, 12.1
Eingriffsstrukturengagement structure
1010
Bündelbunch
10.110.1
erstes Endefirst end
10.210.2
zweites Endesecond end
1111
Wärmeleitrohrheat pipe
11.1, 11.211.1, 11.2
Durchgangskanalthrough channel
1212
Eingriffselementengagement element
12.212.2
Umlenkkanaldeflection channel
1313
Kopfstückheadpiece
13.113.1
Außengewindeexternal thread
13.213.2
Durchgangsöffnungpassage opening
13.4, 13.513.4, 13.5
Zweigkanalbranch channel
13.6, 13.713.6, 13.7
Sammelkanalcollection channel
13.813.8
Einlass-KühlmittelanschlussInlet coolant connection
13.913.9
Auslass-KühlmittelanschlussOutlet coolant connection
AA
Gehäuseachsehousing axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 9476650 B2 [0003]US9476650B2 [0003]
  • CN 105910467 A [0004]CN 105910467A [0004]
  • CN 203550678 U [0005]CN 203550678 U [0005]
  • US 9964077 B2 [0006]US 9964077 B2 [0006]

Claims (9)

Verfahren zur Herstellung eines Druckgastanks (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Gehäuse (2) des Druckgastanks (1) bereitgestellt wird, dass eine sich axial erstreckende Gehäuseöffnung (4.1) aufweist, ein Bündel (10) von Wärmeleitelementen (11) mit einem ersten Ende (10.1) voran durch die Gehäuseöffnung (4.1) wenigstens teilweise in das Gehäuse (2) eingeführt wird und danach wenigstens eine Kraft auf ein zweites Ende (10.2) des Bündels (10) ausgeübt wird, wodurch das Bündel (10) innerhalb des Gehäuses (2) radial expandiert.Method for producing a compressed gas tank (1) for a motor vehicle, wherein a housing (2) of the compressed gas tank (1) is provided that has an axially extending housing opening (4.1), a bundle (10) of heat conducting elements (11) with a first End (10.1) first is at least partially inserted into the housing (2) through the housing opening (4.1) and thereafter at least one force is exerted on a second end (10.2) of the bundle (10), whereby the bundle (10) is inside the housing (2) radially expanded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bündel (10) von helixartig gewundenen Wärmeleitelementen (11) eingeführt wird.procedure after claim 1 , characterized in that a bundle (10) of helically wound heat-conducting elements (11) is introduced. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die wenigstens eine Kraft ein Torsionsmoment auf das Bündel (10) ausgeübt wird, wodurch sich die Windung des Bündels (10) verringert.procedure after claim 2 , characterized in that a torsional moment is exerted on the bundle (10) by the at least one force, whereby the winding of the bundle (10) is reduced. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (10.1) des Bündels (10) drehmomentübertragend mit einem der Gehäuseöffnung (4.1) axial gegenüberliegenden Eingriffsbereich (5.1) des Gehäuses (2) verbunden wird, wonach das Torsionsmoment ausgeübt wird.procedure after claim 3 , characterized in that the first end (10.1) of the bundle (10) is connected in a torque-transmitting manner to an engagement region (5.1) of the housing (2) axially opposite the housing opening (4.1), after which the torsional moment is exerted. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (10) am ersten Ende (10.1) verdrehsicher mit einem Eingriffselement (12) verbunden ist, welches formschlüssig mit dem Eingriffsbereich (5.1) in Eingriff gebracht wird.procedure after claim 4 , characterized in that the bundle (10) at the first end (10.1) is non-rotatably connected to an engagement element (12) which is positively brought into engagement with the engagement area (5.1). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansion auf einer wenigstens überwiegend elastischen Verformung der Wärmeleitelemente (11) beruht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion is based on an at least predominantly elastic deformation of the heat-conducting elements (11). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wärmeleitelement (11) einen Durchgangskanal (11.1, 11.2) für ein Kühlmittel aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one heat-conducting element (11) has a through-channel (11.1, 11.2) for a coolant. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitelemente (11) am zweiten Ende (10.2) durch ein Kopfelement (13) miteinander verbunden sind, und ein Außengewinde (13.1) dieses Kopfelements (13) in ein Innengewinde (4.2) der Gehäuseöffnung (4.1) eingeschraubt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat conducting elements (11) are connected to one another at the second end (10.2) by a head element (13), and an external thread (13.1) of this head element (13) into an internal thread (4.2) of the housing opening (4.1) is screwed in. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfelement (13) eine axiale Durchgangsöffnung (13.2) aufweist, in welche ein Ventil (14) oder ein Verschlusselement eingebracht und darin gesichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the head element (13) has an axial passage opening (13.2) into which a valve (14) or a closure element is introduced and secured therein.
DE102020117913.8A 2020-07-07 2020-07-07 Method for producing a compressed gas tank for a motor vehicle Active DE102020117913B4 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020117913.8A DE102020117913B4 (en) 2020-07-07 2020-07-07 Method for producing a compressed gas tank for a motor vehicle
CN202110755463.9A CN113898867A (en) 2020-07-07 2021-07-05 Method for producing a compressed gas tank for a motor vehicle
US17/368,240 US20220009343A1 (en) 2020-07-07 2021-07-06 Motor vehicle compressed gas tank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020117913.8A DE102020117913B4 (en) 2020-07-07 2020-07-07 Method for producing a compressed gas tank for a motor vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102020117913A1 true DE102020117913A1 (en) 2022-01-13
DE102020117913B4 DE102020117913B4 (en) 2025-07-24

Family

ID=79020013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020117913.8A Active DE102020117913B4 (en) 2020-07-07 2020-07-07 Method for producing a compressed gas tank for a motor vehicle

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220009343A1 (en)
CN (1) CN113898867A (en)
DE (1) DE102020117913B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116817171A (en) * 2022-03-22 2023-09-29 永安行科技股份有限公司 A hydrogen storage device and its thermal conduction system and a hydrogen-powered vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD273496A1 (en) 1988-06-28 1989-11-15 Bauakademie Ddr PIPE BELT WASHER FOR PACKAGE
CN203550678U (en) 2013-09-13 2014-04-16 海安天润机械科技有限公司 Reverse spiral winding tubular cooler
CN105910467A (en) 2016-05-13 2016-08-31 中国海洋石油总公司 Horizontal tube and shell heat exchanger
US9957103B2 (en) 2013-12-12 2018-05-01 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Heat transfer unit and method for prefabricated vessel
US9964077B2 (en) 2013-04-16 2018-05-08 Kennieth Neal Helical tube EGR cooler

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1819785A (en) * 1930-08-28 1931-08-18 Schutte & Koerting Co Feed water heater
US7152665B2 (en) * 2003-05-08 2006-12-26 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Pressure tank
US7743797B2 (en) * 2006-04-13 2010-06-29 Kiyoshi Handa Gas flow management equipment for high pressure storage tanks
US9541331B2 (en) * 2009-07-16 2017-01-10 Lockheed Martin Corporation Helical tube bundle arrangements for heat exchangers
US20160356425A1 (en) * 2015-03-13 2016-12-08 Cenergy Solutions Dielectric heating of adsorbents to increase desorption rates

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD273496A1 (en) 1988-06-28 1989-11-15 Bauakademie Ddr PIPE BELT WASHER FOR PACKAGE
US9964077B2 (en) 2013-04-16 2018-05-08 Kennieth Neal Helical tube EGR cooler
CN203550678U (en) 2013-09-13 2014-04-16 海安天润机械科技有限公司 Reverse spiral winding tubular cooler
US9957103B2 (en) 2013-12-12 2018-05-01 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Heat transfer unit and method for prefabricated vessel
CN105910467A (en) 2016-05-13 2016-08-31 中国海洋石油总公司 Horizontal tube and shell heat exchanger

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CN 105 910 467 A (Maschinenübersetzung), EPO, Espacenet [online] [abgerufen am 21.07.2020]
CN 203 550 678 U (Maschinenübersetzung), EPO, Espacenet [online] [abgerufen am 21.07.2020]

Also Published As

Publication number Publication date
US20220009343A1 (en) 2022-01-13
CN113898867A (en) 2022-01-07
DE102020117913B4 (en) 2025-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112004000261B4 (en) Double-walled container for cryogenic liquids
WO2023006869A1 (en) Pressure vessel, pressure vessel system, motor vehicle and method for forming ribs
DE102007036181A1 (en) Coiled heat exchanger useful for liquefaction of a natural gas, comprises first tube bundle, which has majority of tubes wound by a first core tube and second tube bundle, which has majority of tubes wound by a second core tube
WO2007017064A1 (en) Heat exchanger
EP2881692A1 (en) Tube bundle heat exchanger in bare tube design, process gas cooler, gas turbine cooling air cooler, gas turbine or gas and steam turbine power station and method for cooling cooling air
EP3056847B1 (en) Method and device for tempering a body
DE3910630C3 (en) Connection of an uncooled pipe with a cooled pipe
EP1395774B1 (en) Storage container for cryogenic media
DE102020117913A1 (en) Process for manufacturing a pressurized gas tank for a motor vehicle
DE102011113239A1 (en) Heat exchanger, particularly exhaust gas heat exchanger, for motor vehicle, has intermediate space formed between walls of heat transfer elements in response to particular temperature of mediums
DE2120332A1 (en) Coils in metal structure for thermal insulation of the supply pipes for high temperature gas
DE102020117910B4 (en) Compressed gas tank for a motor vehicle
DE3823810C2 (en)
DE102021128437B3 (en) Spacecraft tank with heat exchanger, spacecraft and method for cooling a tank&#39;s contents
EP4235001B1 (en) Thermally insulated transfer line with coupling element
EP1862651A2 (en) Insulating device for a machine part, in particular one with a hot medium throughflow
DE102020117916A1 (en) compressed gas tank
EP4235002A1 (en) Thermally insulated transfer line
WO2022228838A2 (en) Fuel line comprising insulation, and pressure vessel system
DE102005035647B4 (en) Cryotank with cooling shield
DE102007009392A1 (en) High temperature-heat exchanger for heat engine for heating working fluid, has two-cover pipe heat exchanger insert inter-bedded as pressure stable-layer between load bearing and load transferring inner and outer support mass
DE102024115455B3 (en) pressure vessel
DE102021124236A1 (en) Pressure vessel, pressure vessel system, automotive vehicle and method of forming ribs
DE3147512A1 (en) Heat exchangers having U-tubes
DE2852009C3 (en) Device for heating and / or vaporizing gases

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division